单片机应用技术-基于51单片机的智能小车设计与开发 课件 项目4：智能小车声光报警

单片机应用技术APPLICATIONTECHNIQUESFORMICROCONTROLLER《微控制器应用技术》课程团队项目4：智能小车声光报警模块二：数字输入输出技术应用项目4：智能小车声光报警声光报警原理什么是声光报警？当遇到突发或者紧急的情况时，系统通过声音和各种光来向外界发出示警信号的一种现象，被称为声光报警。思考：什么是声光报警？项目4：智能小车声光报警声光报警原理能做什么？能做什么？【例4-1】当智能小车在运行的过程中遇到障碍物时，需要发出红色闪烁灯光和“滴滴”声，向外界示警，红色灯光闪烁和“滴滴”声的时间间隔要求为500ms，请完成相应的功能块设计。项目4：智能小车声光报警声光报警原理应该怎么做？硬件电路软件程序stepstep声、光等元器件的选择及其控制电路的原理图设计。一般包括初始化程序、主程序、子程序、中断程序等几个部分，智能小车声光报警功能属于小型开关量控制，通常只有主程序。项目4：智能小车声光报警声光报警硬件电路设计❓←✔思考这两个电路功能是否都能用？为什么？项目4：智能小车声光报警声光报警硬件电路设计如端口输出高电平，传统微控制器输出的拉电流在几百µA左右，驱动能力较弱，亮度较差；如果端口输出低电平，外部电流灌入微控制器内部，则将大大增加流过负载电流值，微控制器的输出要想获得较大的驱动能力，要用低电平输出。STC15W4K32S4系列微控制器，每个I/O口驱动能力均可达到20mA。思考推荐STC15W4K32S4输出高电平驱动控制发光二极管（LED）吗？项目4：智能小车声光报警答案：也不推荐

，仍然推荐输出低电平驱动控制发光二极管（LED）。声光报警硬件电路设计✔因为40-pin及40-pin以上STC15W4K32S4系列微控制器的整个芯片电流最大不要超过120mA，16-pin及以上/32-pin及以下整个芯片电流最大不要超过90mA。如果遇到非高电平驱动不可的应用情况，可在微控制器与发光二极管间加驱动电路，如74系列数字芯片。项目4：智能小车声光报警声光报警硬件电路设计蜂鸣器一般分为有源和无源两种。主要区别是：内部有无震荡源，导致输入的驱动控制信号类型不一样。本项目采用有源蜂鸣器。蜂鸣器的工作电流也是很重要的一个条件。一般来说，蜂鸣器的工作电流在10mA到50mA之间，有的能达到80mA，不同型号的蜂鸣器有不同的工作电流要求。如果工作电流过大，可能会造成微控制器输入输出口的损坏；如果工作电流过小，蜂鸣器可能无法发出足够的声音，因此，需要正确设计蜂鸣器的驱动电路。项目4：智能小车声光报警声光报警硬件电路设计针对此类的实际应用，通常会选用三极管的开关特性把数字信号的“1”和“0"来转化成实际电路中的“通"和“断”来驱动一些蜂鸣器、数码管、继电器等需要较大电流的器件。NPNPNP思考2：如果蜂鸣器工作电流为100mA，VCC为5V，三极管的放大倍数为100，Vbe为0.7V，问电阻R18的阻值最大为多少？思考3：电阻R20的作用是什么？思考1：两个电路的区别是？项目4：智能小车声光报警声光报警硬件电路设计思考3思考1思考2两个电路的区别是？NPN型的电路，微控制器输出高驱动蜂鸣器响，而PNP型，微控制器输出高驱动蜂鸣器响。两者的控制信号电平不一样。如果蜂鸣器工作电流为100mA，VCC为5V，三极管的放大倍数为100，Vbe为0.7V，问电阻R18的阻值最大为多少？Ic=100mA；Ib=Ic/β=1mA；R18=(5-0.7)V/1mA=4.3KΩ电阻R20的作用是什么？R20用来确保蜂鸣器的上电后不发出声响，由程序控制是否响。项目4：智能小车声光报警声光报警硬件电路设计作业请分析新增的两种蜂鸣器控制电路和课上分享的两种电路的区别在哪里？两种新增的电路是否能够正常工作，请说明理由。鼓励分享其他类型的蜂鸣器控制电路，分析过程详细，结论正确，可额外得分。项目4：智能小车声光报警第一个程序的设计流程KeilμVision5

（Keil5）把用户的每一个应用程序设计都当作一个工程，用户也可以在Keil5上开发了多个工程。采用工程管理，很容易区分不同工程中所用到的程序文件和库文件。因此，在使用Keil5对应用程序进行编辑、调试与编译之前，需要先创建一个新的工程。注意：在打开Keil5集成开发环境之前，需要使用管理员权限打开“STC-ISP”（版本建议使用最新版）软件在Keil5中添加STC微控制器的器件库，具体步骤如下图：创建工程项目4：智能小车声光报警第一个程序的设计流程STC微控制器型号添加成功后，开始新建工程1操作1：打开Keil5集成开发环境后，单击菜单栏中的“Project”（工程），再点击下拉菜单选项“NewμVisionProject…”（新建μVision工程），如图所示。项目4：智能小车声光报警第一个程序的设计流程2操作2：单击“NewμVisionProject…”选项后，如图所示，就会弹出“CreateNewProject”窗口。在该窗口“文件名（N）”栏里，为工程输入工程名后，单击“保存（S）”即可。建议：每个工程都放在专用的文件夹中，不要和其他文件混放。（可以为工程专门新建一个专用文件夹）项目4：智能小车声光报警第一个程序的设计流程3操作3：单击“保存（S）”后，会提示选择使用的微控制器，弹出“SelectDeviceforTarget”（选择使用的具体的微控制器型号）窗口，如图所示。4操作4：单击下拉按钮，找到“STCMCUDatabase”这个STC微控制器的器件库。选择目录下的“STC15W4K32S4Series”，点击“OK”进入下一步。项目4：智能小车声光报警第一个程序的设计流程5操作5：点击“OK”后，会出现如图所示的对话框。提示是否需要复制启动代码到新建的工程，这里是新建的工程，单击“是”，新工程建立完毕6操作6：工程创建后，还需对工程进一步设置。右键单击工程窗口的“Target1”，选择“OptionsforTarget‘Target1’”，即出现工程设置对话框，如图所示。这里重点介绍一下Output页面，其余设置等用到时再详细介绍。项目4：智能小车声光报警第一个程序的设计流程【创建用户源程序文件并添加】12操作1：单击新建文件快捷按钮（或单击菜单栏“File”→“New”选项），这时会出现如图所示窗口。在这个窗口会出现一个空白的文件编辑画面，用户可在这里输入编写的程序源代码。操作2：单击保存快捷按钮（或单击“File”→“Save”选项），保存文件。注意：由于使用C51语言编程，则文件名的扩展名应为“.c”。项目4：智能小车声光报警第一个程序的设计流程第一句代码

#include“STC15.h”编写主函数（必须有，且只能是1个）voidmain（void）【第一个应用程序】注意：要将新建的”LED_BUZZER.c”文件添加到工程中来，因为新建的文件不会自动加载到工程中，所以需要用户自行添加到工程中。项目4：智能小车声光报警第一个程序的设计流程在工程窗口中，右键单击“SourceGroup1”，选择“AddExistingFiletoGroup‘SourceGroup1’”选项，如图所示。然后找到需要添加的文件，点击“Add”按钮，将文件加入工程。将编写的用户源程序代码添加到这个工程后，然后需将文件编译和调试，最终生成微控制器能够执行的.hex文件。项目4：智能小车声光报警第一个程序的设计流程从输出窗口中的提示信息可以看到，程序的编译情况，如果有错误，按照提示认真检查程序找到错误并改正，改正后再次单击进行编译，直至提示信息显示没有错误为止。程序编译有两个按钮只针对在上次编译之后更改过的文件进行编译按钮，重新编译工程内的所有文件。“Rebuild”“Build”项目4